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Creation of Material Functions by Nanostructuring

  • Surface nanostructures provide the possibility to create and tailor surface functionalities mainly via controlling their topography along with other chemical and physical material properties. One of the most appealing technologies for surface functionalization via micro- and nanostructuring is based on laser processing. This can be done either via direct contour-shaping of the irradiated material using a tightly focused laser beam or in a self-ordered way that allows employing larger laser beam diameters along with areal scanning to create a variety of laser-induced periodic surface structures (LIPSS). For the latter approach, particularly ultrashort pulsed lasers have recently pushed the borders across long-lasting limitations regarding the minimum achievable feature sizes and additionally boosted up the production times. This chapter reviews the plethora of recently investigated applications of LIPSS—for example, via imposing diffractive or plasmonic structural colors, the managementSurface nanostructures provide the possibility to create and tailor surface functionalities mainly via controlling their topography along with other chemical and physical material properties. One of the most appealing technologies for surface functionalization via micro- and nanostructuring is based on laser processing. This can be done either via direct contour-shaping of the irradiated material using a tightly focused laser beam or in a self-ordered way that allows employing larger laser beam diameters along with areal scanning to create a variety of laser-induced periodic surface structures (LIPSS). For the latter approach, particularly ultrashort pulsed lasers have recently pushed the borders across long-lasting limitations regarding the minimum achievable feature sizes and additionally boosted up the production times. This chapter reviews the plethora of recently investigated applications of LIPSS—for example, via imposing diffractive or plasmonic structural colors, the management of liquids and surface wetting properties, biomedical and bioinspired functionalities, beneficial effects in tribology for reducing friction and wear, the manipulation of optical scattering and absorption in photovoltaics, or the modification of magnetic or superconducting surface properties in other energy applications. The footprint of the LIPSS-based technology is explored in detail regarding the current state of industrialization, including an analysis of the market and associated LIPSS production costs.zeige mehrzeige weniger

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  • Ch23_ Mezera_et_al_978-3-031-14752-4.pdf
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Autor*innen:Marek Mezera, C. FlorianORCiD, G.-W. RömerORCiD, Jörg KrügerORCiD, Jörn BonseORCiD
Persönliche Herausgeber*innen:R. Stoian, Jörn Bonse
Dokumenttyp:Buchkapitel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Ultrafast Laser Nanostructuring — The Pursuit of Extreme Scales
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.2 Material- und Oberflächentechnologien
Verlag:Springer Nature Switzerland AG
Verlagsort:Cham, Switzerland
Jahrgang/Band:239
Aufsatznummer:23
Erste Seite:827
Letzte Seite:886
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:Laser processing; Laser-induced periodic surface structures, LIPSS; Microstructures; Nanostructures; Surface functionalization
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Material
Material / Nano
DOI:10.1007/978-3-031-14752-4_23
ISBN:978-3-031-14751-7
ISBN:978-3-031-14752-4
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:13.04.2023
Referierte Publikation:Nein
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